沥青路面车辙的成因及防治措施分析
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沥青路面车辙的成因及防治措施分析
沥青路面以其优良的路用性能被广泛应用,沥青混合料是组成沥青路面的重要材料,车辙现象是由于沥青混合料中的沥青胶质和骨料之间的黏结性减弱或者在较大的外力下,沥青混合料中骨料达到抗剪切力的最大值,而使混合料产生流动变形。
车辙的形成不仅影响着路面结构的平整度和舒适性,而且在雨季会产生水漂现象,严重威胁着行车安全。
因此探究车辙的形成原因,采取相应的防治措施是非常有必要的。
1.车辙的形成原因
1.1车辙形成的内因
车辙形成的内因主要包括:路面结构形式,材料,施工工艺的方面。
1)路面结构的层厚不同,其模量也不同,产生车辙的厚度也不同,我国公路设计时,主要注重路基的强度设计,路面的厚度一般较薄,但实际研究表明路面结构同样承受较大的剪力,因此路面结构可能产生较深的车辙破坏。
2)路面沥青混合料的材料组成对车辙的形成也有影响。
混合料中的粗骨料含量直接影响混合料骨架的形成,而良好的骨架结构对混合料抗剪能力的增强有重要作用,细集料的含量影响混合料整体的黏结性,细集料含量越多其表面积越大,与沥青的胶结越好,混合料抗剪切能力越强,抗车辙能力越强。
粉胶比大小也影响着沥青混合料的抗车辙能力,粉胶比越小说明自由沥青含量较大,混合料的流动性就大,抗车辙能力就弱。
3)路面结构的设计、施工因素。
沥青混合料的施工配合比设计与计算配合比设计的差别,路面的振动、压实等影响混合料的空隙率,当孔隙率提高3%时,混合料的形变率提高2-3倍,冬季压实和夏季压实的路面的孔隙率存在较大差异,因此抗车辙能力也有很大的差别。
1.2 车辙形成的外因
车辙形成的外因主要包括:交通情况和气候条件。
1)交通量越大,荷载作用次数就越多,大型车量、超重车辆越多,荷载作用就越大,路面的车辙量也随之增大,大量实验表明,车辙的深度随累计荷载作用次数的增加而增加。
2)气候条件不同的地区,车辙的影响也有所不同。
沥青材料是一种感温性较强的材料,在其吸收热量之后,呈现出流动状态,经受荷载作用时极易产生车辙,因此在寒冷地区车辙出现的可能性较小,在炎热地区车辙出现的可能性较大。
2.车辙的防治措施
2.1添加车辙控制指标
国外很多国家为减少车辙的出现,在路面设计时提出了车辙控制指标。
而我国现行的路面控制指标为弯沉值和弯拉应力。
尽管设计弯沉很小,竣工时也符合车辙指标,理论上也符合使用年限,但是,很多公路很早就出现破坏现象。
所以建议在现行的路面设计中添加车辙控制指标。
完善路面设计理论,从而增加路面的使用年限。
2.2 沥青混合料设计
沥青混合料的原材料性质对其高温稳定性有着重要的影响。
首先,沥青应该选择高温敏感性较差、粘性较好的。
集料要选择那些表面粗糙、棱角性好的集料,不要选择针片状砾石。
其次,注重混合料中矿料级配的选择。
良好的礦料级配能够减少混合料的孔隙率、矿料间隙率,同时也能减少骨料在荷载作用下的移动,提高路面的路用性能。
集料中粗骨料和细集料的量要控制好,两者的含量也影响着混合料的抗剪切能力,粉胶比也需要控制,以减少混合料中自由沥青的含量,减少混合料的流动性,提高抗车辙能力。
再次,混合料中加入添加剂,提高其使用性能,比如加入抗车辙剂、木质纤维、矿质纤维等,都可以极大的增强混合料的抗车辙能力。
2.3 施工质量管理
施工质量的控制对防治车辙也同样有着重要的作用。
施工过程必须按照相关的规章制度进行,要做到施工成本控制、进度控制、质量控制相协调,不能片面的只考虑一方面的问题。
混合料的拌合过程应该根据实际情况调节级配组成,混合料的运输、摊铺过程也需要严格控制,保证混合料的质量,禁止使用不合格的混合料。
混合料的压实过程也需要控制,好的混合料设计只有通过充分的压实才能获得良好的性能,
碾压遍数不足,会导致路面压实度不足,从而产生出现车辙的隐患,这点也需要得到重视。
2.4 交通管制及养护措施
道路建成之后应该加强管制,控制车辆的流量,防止超载车辆对路面结构的破坏,特别是道路建成初期,更应该加强车辆的管制,防止发生结构性车辙破坏。
日常的养护也非常关键,做好路面的排水工作。
3.结论
路面的车辙破坏成因有内部因素和外部因素组成,要想减少车辙破坏,就必须通过研究这两方面的破坏机理,得出相应的防治措施。
通常情况下,车辙的防治主要通过混合料设计、施工管理、交通管制等方面来进行,这些防治措施可以成为后车辙破坏防治的借鉴,因此进行车辙成因分析和总结防治措施是非常有意义的。
参考文献
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